Etiket arşivi: jeotermal

İsviçre’deki Jeotermal Deprem

İsviçre’nin St. Gallen şehri yakınlarında, jeotermal kaynaklar için yapılan sondaj çalışması depreme neden oldu. 140 santigrat derece sıcaklıktaki termal akışkana ulaşmak için yerin 4.500 metre derinliğinde yapılan sondaj sonrası bölge, 3,6 büyüklüğündeki depremle sarsıldı. Bazı binalarda ufak hasarlar oluştuğu bildirildi.
İsviçre’deki Jeotermal Deprem yazısına devam et

Bir Hidrojeoloğun Günlüğü -29.11.2012

Herşeyin müsebbibi 5686, hakkatten de öyle..

Çalışmalarımız jeolojik etütlerle başladı. O formasyon senin, bu birim benim, şu üye kimin derken yapısal ve tektonik unsurların saptanması bu işin özel bir bölümünü oluşturdu, bilhassa faylar. Bütün kurgumuzun, hayalimizin ve dünyamızın temel dayanağını bu aşama oluşturdu; örtü, hazne (rezervuar, akifer) ve temel kayalar.

Verileri artırmak için kaynakbaşında su örnekleri toplandı ve suların fizikokimyasal (pH, EC/SPC, DO, TDS, sıcaklık) özellikleri ölçüldü. Önemli görülenlerden numune alındı. Bu örnekler, anyon-katyon dengesi ve özellikle Si, Cl gibi elementlerin dağılımını saptamak adına kimyasal analize gitti. Sığ-derin dolaşım ile yaş durumunu tespit etmek için izotop (D, T, O-18) çözümlemesine göz kırptı.

Ardından, odaklanılan alanlarda toprak gazlarının sergilediği farklılıklar (anomaliler) saptandı, bir nevi yapısal unsurların sağlaması yapıldı, hey gidi Rn hey..

Uydu görüntüleriyse her daim yoldaşımız oldu. Ürettiğimiz veriler saha görüntülerinin üzerinde değerlendirildi. Teşekkürler, Gagıl Örth. Yeri gelmişken, topoğrafik haritalar olmasa arazide kafayı yerdim, sağol HGK.

Tabiî ki, jeofizik ekibi de boş durmadı. Yerin altına elektrik verdi, düşey elektrik sondajı (DES; vertical electrical
sounding, VES) yaptı, elde edilen özdirenç (rezistivite) değerleri işlemden geçti. Fakat yetmedi, daha derinleri tanımlamak hatta ısıtıcıyı görmek için manyetotellürik (MT) ölçümler de yapıldı. Veriler iki ters bir düz çözümden geçti. Üretilen görüntülerin üzerine muhtemel litolojik sınırlar (düşünülen stratigrafi) ve olası faylar işlendi.

Elbette, bu çalışma bir takım işi yani jeoloji-jeofizik kavgası, kesinlikle caiz değil. Sonuç olarak, bütün yöntemlerle üretilen, türetilen, oluşturulan tüm veriler ve sonuçlar bir potada eritildi, yorumlandı. Böylece jeotermal araştırmalarımız bir sonraki aşamaya geldi, sondaj..


Mesaj net, anlayana..

Sondajsa bambaşka bir heyecan, neden mi. Çünkü yaptığınız bütün bilimsel çalışmalar sonucu bir nokta belirliyorsunuz ve artık zaman, mahsul alma zamanı.. Bereketli olsun!

İlk önce sondaj yapılacak alanın sahiplerini bulduk. Anlaşmak tahmin ettiğimden de daha kolay oldu ve el sıkıştık. Hasanlar’ın insanı gerçekten de çok iyi ya da bizim şansımıza iyiler denk geldi ve işimiz rast gitti. Yeri gelmişken Mehmet Amca’ya, Serkan Abi’ye, Erkan Abi’ye ve Erdem’e selam olsun, çok kâhrımızı çektiler.

Peşinden, alan yüklenici (taşeron) firmanın sondaj ekipmanlarına göre hazırlandı ve sondaj başladı. Şantiyedeki durumsa çok farklıydı, ilk zamanlar bunlarla bu iş gitmez, bitmez dediğimi net olarak hatırlıyorum. Karşımızdaki ekip bu zaman kadar baret takmamış, sondaj verilerini not etmemiş, sadece delmiş geçmiş bir güruhtu. “Aman Allâhım!” dedim. Zaman geçtikçe, birbirimizi tanıdıkça işler düzeldi. Sanırım, bu zamana kadar o kültürle çalışmayan bir ekibin güvenlik işine gereğinden fazla burnumu soktum. Şu an, o şantiyeye dair hatırlamak istediğim tek şey var, o da odun ateşiyle semaverde pişen demli çay.

İki bayram arası sondaj olmaz derler. Bırakın iki bayramı, az daha zorlasak yeni yılı bile kutlayacaktık. Sondajın tahmin edilen süresi hem bizden hem de taşeron yüzünden uzadı, 109 gün, dilek olay. Süre uzadıkça heyecan yerini sinire, strese ve bunalıma bıraktı. Artık ne kadar bunaldıysam, ne kadar dilime vurduysa, birgün Mehmet Abi’nin “Burada, Emet’te yaşamaz mısınız?” sorusuna tereddüt etmeden, “Hayır!” deyip kendimce açıklama yaptığımı hatırlıyorum, “Ne Emet, ne Hisarcık, ne de Kütahya’da herhangi bir yerde ..”. İşte bu sıkıntılı günlerde kafa dengi arkadaşlarım da olmasa, patlardım, kalpten giderdim. Güvenç, Erdem, Yaşar, Hakan ve Hüseyin, canlar, canınızı yerim. Ne yalan söyleyeyim Güvenç’in canını çok sıktım, o da benimkini; o bana sardı, ben de ona sardım. Erdem, Yaşar ve Hakanla çiğ köftenin (ki normal şartlarda hiç işim olmaz) ve bardak mısırın dibine vurduk, bu arada kahve ve tatlıda unutmamalı. Sağolsun Hüseyin’i de epey bunalttım, kafasını şişirdim. Ara ara şantiyeden kaçıp Emet Çayı’nın dibindeki uyduruk çay bahçesine kanalize olduk, cıbılların yanına, yediğimiz içtiğimiz bizim oldu, hep gördüklerimizi anlattık.

Gördüklerimi anlatayım. Sondajla birlikte bir çok yeni kavramla karşılaştım; matkap, DC (drill collar, ağırlık), DP (drill pipe, boru, Fr. tij), stabilizer, reamer, kelly, swivel, rotary masası, çamur pompası, casing (boru), BOP (blowout preventer) ve diğer ekipmanlar. Bunların adları ve bunlarla ilgili hesaplama yaparken kullanılacak birimler İngiliz sistemi ağırlıklı; inç, galon, libre, paund, fut, sıtrok, BTU vesaire, ne varsa sondaj literatüründe standart olmuş. Bu yüzden bunun Türkçe karşılığı ne demek yerine, neyin ne olduğunu ve ne işe yaradığını hemen kavramak lazım. Bunlar dışında; çimento hesabı, matkap kontrolü, sondaj kurgusu ve hayata dair birçok konu hakkında tüyo veren Mehmet Abi’ye teşekkürü bir borç bilirim; çok yardımcı oldu, ondan çok şey öğrendim.

Bir de mikroskobum vardı, geldiğinde çocuk gibi sevindiğimi hatırlıyorum. Sondaj kırıntılara bakmak, üzerine HCl dökmek, mıknatıs kalemiyle dürtmek ve her zaman yeterli alan olmasada sertlik kalemiyle çizmek ne büyük zevk. Âlâ, böyle abuk subuk şeylerden zevk alan cümleler kurmuşsanız durum kritiktir, valla bak..

Unutmadan, sondaj sonrası bende oluşan bir düşünceyi sizlerle paylaşmak istiyorum. Zaten, Emet ve Hisarcık’ta yüzeye çıkan, işletme maliyeti düşük ve açık işletmeye olanak sağlayan, yüksek tenörlü Bor içeren birimler var. Emet Çayı (veya Koca Dere) sanki Bor için bir sınır oluşturuyor ve derenin öbür yakasında Bor yok. Tabiî ki ayrıntılı bir çalışma yapmadım, rezervin geometrisi hakkında da bir bilgim yok. Âcizane fikrim, rezerv artırılacaksa Emet-Hisarcık arasında bulunan İğdeköy ve çevresinde yoğunlaşmalı, yoksa öbür taraftaki sondajlar keşif sondajı olarak kalır.

Şantiyeden ilginç kareler..


Komşu şantiyede yaşamdan zevk almayı bilenler var. O zaman problem sende arkadaş..


Sondaj, 24 saat devam eder. Bazen şantiye, uykusuz gecelerin sebebidir. Bazense gecenin bir körü menemen yemektir.


MTA’nın log kamyonu; nötron, gama vs. ölçünce etrafada korku salıyor, hâliyle..


Epey bekledik, onu iyi hatırlıyorum. Sanırım Hisarcık-Gediz yolundaki Dereköy girişi. Tek yol kazılmış ve ne öncesinde ne de sonrasında bir uyarı levhası var. “This is madness. This is Kütahya.”


Eğrigöz Dağı’ndan Hisarcık’a bakış. Bu kareyi sırf graniti delen kuru ağaç için çektim.


Eğrigöz Dağı’nın zirvesinden bor işletmelerine bakış. Emet (solda, bayrağın altında) ve Hisarcık (sağda) Açık Bor Ocakları’nı çekmek için çok zorladım.


Yenice Göleti’nin setinden Eğrigöz’ün granitlerine bakış. Bu karenin adı “Hâlet-î Rûhiye”.

Tüm ilkbahar, yaz ve sonbahar süresince ‘arazi’. İşte 2012 sezonu, bir yerbilimci olduğumu anladığım yıl oldu, sanki kaç senedir bu işi yapıyorsam, hacı. Zaten bu kafayla gidersem bir ömür boyu yerbilimci olarak kalacağım, arkadaş. İnsan arazide, bir yerden sonra kafayı sıyırıyor, bilader. Kesinlikle, psikolojik destek gerekiyor; moral, motivasyon çok önemli. Kaç kere kendi kendime “Hafız, benim ne işim var burada!” dediğimi hatırlıyorum. Pek tabiî, bu cümle en nazik şekli, küfürsüz hâli..

Bu uzun mu uzun süre zarfında Kütahya’nın sadece 3 ilçesini görmedim, daha doğrusu hiç yolum düşmedi; Altıntaş, Aslanapa ve Dumlupınar. Ankara’yı bu kadar iyi tanımıyorum valla, artık siz hesap edin.

Çavdarhisar, turistik açıdan ilginç örneklere sahip, Aizonoi.

Domaniç’in, girişinde “Osmanlı’nın doğduğu yere oşgeldiniz” tabelası var, o kadar.

Gediz, nispeten büyük bir yerleşim yeri, herhalde Kütahya-Uşak yolu üzerinde olmasa diğer ilçelerden farksız olurmuş. Gördüğüm kadarıyla jeotermal potansiyeli açığa çıkarılmayı bekliyor.

Pazarlarlıların, keselerine bereket kirazlarını çok yedim, göz hakkı şimdi. İlk kez Radon’un dibine burada vurdum, keza ilk kez sarı renkli kirazın tadına burada baktım.

Simav, büyük bir yerleşim yeri, şu sıralar depremden sonra tekrar kuruluyor, canlanıyor. Bir spekülasyonda benden olsun, yıkıcı (örneğin 7 büyüklüğünde) bir deprem her an olabilir. Bence, Küyahya’nın en yüksek jeotermal potansiyeli burada barınıyor, çünkü elektrik üretimine uygun akışkan yüzeye çok yakın (sığ derinlikte) fakat bu kaynak sera ya da termal turizm derken, göz göre göre boşa harcanıyor.

Şaphane, derin ve sıcak bir jeotermal sondaj kuyusuna sahip, MTA sondajı KŞÜ-3, 2550 metre (!?), 181,2 °C (!?) sıcaklık ve kompresörle 50 litre/saniye (!?) debi. Bir de efsanevi Dağardı melanjı, olmadı Bornova filişi.

Tavşanlı, 43,5. Kütahya-Balıkesir yolu üzerinde olması, kömür işletmelerinin varlığı buranın büyümesini sağlamış. Halkı zengin, bu yüzden esnafı da küstâh ve tok satıcı. Bu diyarda büyük bir pazar kurulur ve leblebi millî meseledir.

Gelelim Hisarcık ve Emet’e.. Bu iki ilçe birbirine çok yakın, 8-10 kilometre. Bu kadar yakın olmalarına rağmen aslında aralarındaki mesafe çok uzak, sanki iki düşman gibi birbirlerinden hiç haz etmezler. İkisininde ilçe olmasının tek nedeni var, o da B. Şimdiyse ekonomilerini döndüren tek şey var, meslek yüksekokulu, öğrenci girdisi çıktısı. Ev kiralarını duysanız, kendinizi Bahçeli’de, Kolej’de ev kiralıyor sanırsınız. Emet’te geceleri pis, kesif ve ağır bir asit kokusu olur, bu koku bor işletmesinden kaynaklanır. Hisarcık’taki bor sahasındaysa gündüz gözüyle patlatma yapılır. Önce toz bulutu görülür sonra ses gelir, güm. Emet iki yamaç arasına sıkışmıştır, Hisarcık ise düz bir alana kurulmuştur. Emet Çayı, su, Hisarcık’ı Emet’ten azda olsa farklı kılar.

Gümüş, bor, kömür gibi birçok yeraltı kaynağı olan Kütahya, genel anlamda ilçelerinden farksızdır. Batı’da, Ege’de olmasına rağmen diğer şehirlere kıyasla gelişmemiştir. Bence, Kütahya’nın ve ilçelerinin geri kalmasındaki en önemli neden yoldur. Şehir için en önemli gelir kaynağı öğrencidir. Esasen gelenek, görenek, örf, adet, ananesi farklı olan öğrenciler birçok kişiyi dellendirmektedir; ama işin ucunda para olduğu için bu durum sineye çekilmektedir. Bu da bir değişimin, etkileşimin göstergesidir. Esnafı, “Abi burası Kütahya, kör tuttuğunu ..” diyecek kadar ileriye gitmiştir, görende İstanbul’dayız zanneder, hay maâşallah.

Aktif Tektoniğin İkramı Sıfır Zararlı Jeotermal Enerji

Jeotermal enerji yerin derinliklerindeki sıcak bölgeden yeryüzüne doğru yayılan yerküre iç ısısı olarak tariflenir. Jeotermal model üç önemli unsur ile açıklanır. Birincisi ısı kaynağı; ikincisi ısıyı yeraltından yüzeye taşıyan akışkan; üçüncüsü ise bu akışkanın dolaşımını sağlayacak ölçüde geçirimli kayaçlardır. Toplam 6370 kilometre yarıçapında olan yerkürede kalın mantoya göre oldukça ince gelişmiş katı kabuk vardır (Şekil 1). Kabuğun hemen altında gelişen mağma sokulum alanları potansiyel jeotermal bölgeleri oluşturabilir. Yerkürenin içine doğru ilerledikçe sıcaklığın zaten arttığı biliniyor. Ancak jeotermal alanlarda sıcak kayaç ve yüksek sıcaklıktaki yeraltısuyu diğer yerlere göre daha sığ kesimlerde bulunursa bu bölge jeotermal alan olarak adlandırılır. Yerkabuğunun inceldiği bölgelerde sıcaklık taşıyan mağmanın kabuğa sokulması jeotermal alanların oluşumunu sağlar (Şekil 2). Meteorik kökenli yeraltısuyunun birkaç kilometre derine inip ısındıktan sonra yüzeye doğru yükselmesi ise bu sahanın jeotermal saha olarak nitelendirilmesine olanak verir.


Şekil 1. Yerkürenin iç yapısı ve kabuk. Görüntü: IGA


Şekil 2. Tipik bir jeotermal sistem ve unsurları. Görüntü: IGA

Jeotermal saha aslında bu özellikteki yeri tanımlayan coğrafik bir kavramdır. Bu sahada meteorik yağmurun oluşturduğu beslenme alanı, yerin içine giren soğuk suların ısınarak bunların yeryüzünde çıkış yaptıkları yerler (yani hidrolik düzen) ise jeotermal sistem olarak adlandırılır. Isınan suların yer içinde barındıkları geçirimli kayaç kesimi ise jeotermal rezervuar olarak tanımlanır. Jeotermal rezervuarda 1 kilometre derinlikteki sıcaklığa bağlı olarak sistemleri iki gruba ayırmak olasıdır. a) Rezervuar sıcaklığının 150 °C’den düşük olduğu, düşük sıcaklıklı sistemler: Bu tür sistemler genelde yeryüzüne ulaşmış doğal sıcak su veya kaynar su çıkışları gösterirler. b) Rezervuar sıcaklığının 200 °C’den yüksek olduğu yüksek sıcaklıklı sistemler: Bu tür sistemler ise doğal buhar çıkışları (fumeroller), kaynayan çamur göletleri ile kendini gösterir.

Jeotermal sistemlerin fiziksel durumlarına bağlı olarak sınıflandırılmaları durumunda, üç farklı rezervuar durumu tanımlanabilir. 1) Sıvının etken olduğu jeotermal rezervuarlar: Rezervuardaki basınç koşullarında su sıcaklığının buharlaşma sıcaklığından daha düşük olduğu rezervuarları tanımlamakta kullanılır. Rezervuar basıncını sıvı su fazı kontrol etmektedir. 2) İki fazlı jeotermal rezervuarlar: Rezervuarda sıvı su ve su buharı birlikte bulunmaktadır ve rezervuar basıncı ve sıcaklığı suyun buhar basıncı eğrisini izler. 3) Buharın etken olduğu jeotermal rezervuarlar: Rezervuar basıncındaki akışkan sıcaklığının suyun buhar basıncı eğrisi sıcaklığından daha yüksek olması durumunda bu tür rezervuarlar oluşurlar. Rezervuardaki basıncı su buharı fazı kontrol etmektedir. Bir jeotermal sistemde volkanik kökenli jeolojik birimler en iyi ısıtıcı kayaç olarak gözlenirken, rezervuar kayaç olarak da çatlak, kırık, boşluk gibi petrofizik özelliklerin egemen olduğu yüksek geçirimli jeolojik birimler varolur (Şekil 3). Yüzeyden yer içine giren soğuk sular derinlerde aynı bir ısınmış tencere dibi gibi işlev gören sıcak volkanik-mağmatik kayaçları yalayarak ısınırlar ve yeryüzüne doğru hareket edip yerlerini daha soğuk sulara bırakırlar. Süregelen bu döngü içerisinde yüzeye yaklaşan sıcak suların fay, çatlak gibi zayıf yerlerden yeryüzüne yaptıkları su-buhar çıkışları ise kaplıca olarak tanımlanır.


Şekil 3. Jeotermal model ve geçirimli katmanlar.

Jeotermal Alanların Araştırılması
Jeotermal enerjinin doğası ve dağılımı ile ilgili üç temel terim vardır; jeotermal gradyan, ısı akışı ve jeotermal anomali. Jeotermal gradyan dünya yüzeyinden derinlere doğru inildikçe sıcaklığın artmasından kaynaklanır. Normal olarak yerin altına doğru inildiğinde her 33 metrede sıcaklık 1 °C yükselir. Fakat jeotermal sahalarda, jeolojik yapının ve kayaç tiplerinin farklı olmalarından dolayı sıcaklık artışı çok daha fazla, örneğin 33 metrede 5°C olabilir. Isı enerjisi dünya yüzeyine, kayalardan iletim yoluyla geçerek, mağmanın hareketi ile veya jeotermal suyun hareketi ile ulaşır. Isı enerjisinin iletim yoluyla düşey olarak hareket etmesine ısı akısı denir.

Bazı jeotermal alanlarda, bazı derinliklerde sıcaklıklar, komşu alandaki sıcaklıklardan farklılıklar gösterirler. Bu düzensizliğe jeotermal anomali denir. Jeotermal anomali küçük bir alan ile sınırlı olabilir ve sadece küçük bir sıcak su kaynağı anomaliyi gösterebilir. Öte yandan anomali binlerce kilometrakarelik bir alanda da oluşabilir. Jeotermal kuyuların sondajı, geliştirilmesi ve işletmesi çok pahalı işlemler oldukları için jeotermal aramalarda pozitif jeotermal anomalilerin (yüzeye yakın ve yüksek sıcaklıklı) yerleri tespit edilmeye çalışılır. Farklı jeolojik yapılarda, jeotermal anomalilere sebep olan başlıca ana etken jeotermal alanların aranmasını yönlendirir. Tabakalar arasına giren genç mağmatik kayaçların (Genç mağmatik sokulumlar) varlığı jeotermal aramada öne çıkan bir özelliktir.

Levha tektoniği teorisi (yerkabuğunun, geniş düz parçalarının hareketi) genç mağma aktivitelerinin oluşumunu açıklamaktadır. Mağma, levhaların ayrılma zonları boyunca ve levhalar arasına girerek, sırtlar oluşturur. Kabuğa doğru sokulan mağma yerkabuğuna ısı transfer eder ve bu da yüksek jeotermal gradyanlar yaratabilir. Sonuç olarak ortaya çıkan jeotermal anomaliler değerli jeotermal kaynaklar yaratabilirler. Böyle yer içi yapılarının araştırılması için günümüzde Jeofizik (özellikle elektrik-elektromanyetik) yöntemler tüm dünyada başarıyla uygulanmaktadır. Yer içinde sıcak suyun Hidrotermal sirkülasyonu jeolojik kayaçların yapısını önemli şekilde bozarak hidrotermal alterasyonlar oluşturur. Geçirgen kayaçlardan, kırık veya çatlak sistemlerinden geçen sular, ısıyı kayaçlardan daha hızlı taşırlar. Genç magmatik sokulum tarafından ısıtılan sular konveksiyon akımları sonucu jeotermal sistemde dolaşır veya dolaşımdaki soğuk su mağmatik bir sokulama yaklaşarak ısınır ve hareketine devam eder.

İki durumda da jeotermal enerji kabuktaki sığ derinliklere transfer edilir ve belirgin jeotermal anomalilere neden olabilir. Termal suların yeryüzüne çıktığı noktalarda doğal sıcak su kaynakları oluşur. Bu gibi yerler ilk insanlardan günümüze değin sağlık ve diğer amaçlar için kullanılmaktadır. Bu su çıkışlarının olmadığı başka yerlerde termal sulara ulaşmak için kuyu sondajları yapmak gerekir. Bu pahalı bir işlem olduğundan sondaj yerinin mutlaka çok iyi belirlenmesi gerekir. İşte gerek sıcaklık ve gerekse sıcak su dolaşımının kayaçların elektriksel özelliğini değiştirmesi nedeniyle jeotermal aramalarda ve sondaj yerlerinin belirlenmesinde Jeofiziğin elektrik-elektromanyetik yöntemleri başarılı ve isabetli sonuçları ortaya koyar.

Bilecik civarındaki Göynük bölgesinde yapılan bir Manyetotellürik araştırmada yer içinde sıcak suyun dolaşım gösterdiği ortam ve jeotermal model elde edildi (Şekil 4). Yer içi kesidinde mavi olan kısımlardaki kayaçların elektriksel özdirenci sıcak suların dolaşımı nedeniyle düşük olarak elde edilmiştir.


Şekil 4. Jeofizik yöntemler kullanılarak elde edilen jeotermal yapı.

Sıfır Zararlı Jeotermal Enerji Kaynağı
Jeotermal enerji çevre dostu ve sıfır zararlı olup tüm dünyada artarak çok amaçlı olarak kullanılıyor. Hazne sıcaklığı (yer içindeki rezervuar sıcaklığı) 150 °C’den fazla olan jeotermal sahalarda konvansiyonel elektrik üretimi gerçekleştirilmektedir. Son yıllarda geliştirilen ve ikili (binary) çevrim olarak adlandırılan bir sistemle, buharlaşma noktaları düşük gazlar (freon, izobütan vb.) kullanılarak 70 °C < T < 80 °C’ye kadar sıcaklıktaki sulardan elektrik üretilebilmektedir. Ülkemizde Denizli Kızıldere jeotermal elektrik santralı (20,4 MWe kapasiteli) halen üretim faaliyetini sürdürüyor. Jeotermal kaynakların doğrudan kullanılması ise daha yaygındır. Orta ve düşük sıcaklıklı jeotermal kaynaklar (T < 150 °C), konutlara ve endüstriye doğrudan ısı enerjisi sağlamada kullanılabilir. Bölgesel ısıtma projeleri ile evleri ve işyerlerini ısıtmada, ticari seracılıkta, balık çiftliklerinde ve endüstriyel proseslerde kullanılabilirler. Jeotermal enerjiden sağlanan ısı enerjisi, fosil yakıtlardan sağlanan ısı enerjisine göre çok daha ucuzdur. Jeotermal enerji kullanımı sayesinde ısı enerjisi kullanımının %80 daha ekonomik hale getirilmesi mümkündür. Jeotermal enerji kullanımı sayesinde fosil yakıtlara (petrol, kömür gibi) daha az gereksinim duyularak bunların çevreye yayılan zararlı atık miktarı büyük ölçüde ya da tamamen azaltılabilir. Jeotermal bölgesel ısıtma sistemleri, doğal gaz sistemleri ile karşılaştırıldıklarında %30-50 civarında ekonomi sağlarlar.

Tarihte Jeotermal Enerji
Milattan önce 1500 yıllarında Romalılar ve Çinlilerin doğal jeotermal kaynaklarını banyo, ısınma ve pişirme amaçlı olarak kullandıkları bilinir. 630 yıllarında ise Japon İmparatorluğu’nda kaplıca geleneği yaygınlaştı. 1200 yıllarında da Jeotermal enerji ile mekân ve su ısıtması yapılabileceği Avrupalılar tarafından keşfedildi. 1818 yılında başka bir keşif yapılarak F. Larderel ilk defa jeotermal buhar kullanarak Borik Asit elde etti. 1943’te İtalya (Larderello) jeotermal sahasından elektrik üretimi 132 MWe kapasiteye erişti ve 1945’te ise süt pastörizasyonunda ilk kez jeotermal akışkandan yararlanıldı. 1968 yılında bu kez Türkiye’de elektrik üretimi amaçlı ilk jeotermal kuyu Denizli (Kızıldere)’de açılarak, Denizli (Kızıldere) jeotermal alanı keşfedildi. Antik çağdan günümüze değin jeotermal enerjinin insanoğlu tarafından kullanılması yollarının araştırılması onun zararsız ve yenilenebilir olmasından kaynaklanır. Tüm Dünya’da bu çevre dostu enerjiden yararlanma çalışmaları halen giderek artmaktadır. Konum olarak Türkiye dünyanın genç tektonik kuşağı içinde yer aldığından doğal olarak daha çok miktarda jeotermal enerji kaynaklarına sahiptir.

Türkiye Jeotermal Potansiyeli
Konum olarak Türkiye dünyanın genç tektonik kuşağı içinde yer aldığından doğal olarak daha çok miktarda jeotermal enerji kaynaklarını bulunduruyor. Ülkemizde bilinen 1500 adet kuyu ve doğal su (sıcaksu ve mineralli su) çıkışları var. Türkiye’nin sahip olduğu aktif tektonik özelliğinin ürünü olarak bu enerji kaynağı olarak çoğunlukla Ege bölgesinde kümelenmiş görünüyor (Şekil 5).


Şekil 5. Türkiye’nin batısındaki deprem odakları ve sıcak su dağılımları.

Depremlerin yoğunlaştığı alanların aynı zamanda jeotermal kaynak bakımından zengin oluşu doğanın bir ikramı diye tanımlanabilir. Günümüzde Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü* (MTA) Türkiye’deki sıcak suların kimyasal analizlerini tamamlayarak sonuçları “Türkiye Jeotermal Envanteri” isimli bir kitapta (1996 yılı**) topladı. Jeotermal sahalarımız büyük bir çoğunlukla orta ve düşük sıcaklıklı sahalar olup bilinen jeotermal sahaların %95’i hacim (konut-sera) ısıtma uygulamalarına uygun görünüyor. Jeotermal enerji ile günün 24 saati kesintisiz ısıtma yapılabilir. Jeotermal sahalardan 5 tanesinin elektrik üretimine elverişli olduğu ülkemizin jeotermal potansiyeli 31.500 MWt (5 milyon konut ısıtma eşdeğeri) olup toplam konut miktarının %30 olarak tahmin ediliyor. Jeotermal potansiyelimizin yalnızca %3,5 miktarı kullanılabilmektedir. Bu miktarın 1177 MWt kısmı direkt kullanımda, 20,4 Mwe kısmı elektrik enerji üretiminde tüketilmektedir. Jeotermal kaynaklarımızdan 195 adet ılıca ise (327 MWt) balneoloji*** (banyo-sağlık) amaçlı kullanılıyor. Bu alan aynı zamanda termal turizm olarak bilinir.

Sonuç olarak Jeotermal potansiyelimizin yalnızca ancak % 3,5**** miktarından yararlanılıyor. Bu oranın artması için hiçbir neden bulunmuyor. Bugünün enerji kaynakları yenilenemeyen enerji kaynakları (kömür, petrol, doğalgaz ve nükleer enerji) ve yenilenebilen enerji kaynakları (odun, bitki atıkları, tezek, jeotermal enerji, güneş, rüzgar, hidrojen, hidrolik, gelgit ve dalga enerjisi) şeklinde sınıflandırılıyor. Örneğin nükleer enerji aksine ve diğer tüm enerji kaynaklarına göre de ekonomik, çevre dostu olan jeotermalden daha çok yararlanılması gelecekte önemli yararlar sağlayacak.

Dipnot
* Yazıyı ele alanlar MTA’nın Enstitü olarak kalmasını temenni etmiş olmalı.
** MTA, 2005 yılında bir envanter yayımlandı.
*** İngilizce kalmasına gönlüm el vermedi.
**** Bunun gibi verilen değerler çok iddialı, hele hele potansiyel hesapları, neyse..

Bu metin, Temmuz 2006’da 464 sayılı Bilim Teknik Dergisi’nde Aktif Tektoniğin İkramı Sıfır Zararlı Jeotermal Enerji başlığı altında yayımlanmıştır. Metnin birkaç yerinde ufak tefek değişiklik yapılmıştır. Yazının ve kaynak belirtilmeyen görüntülerin tüm hakları İlyas Çağlar, Tuncay Taymaz, Seda Yolsal ve Ümit Avşar’a aittir.

Ege Bölgesindeki Derin Sondaj Uygulamaları ve Alınan Dersler

Ege’deki derin sondajlarda önemli veriler elde edilmiştir. Sondaj derinlikleri 3000 metrelere, kuyu dibi sıcaklıkları 288 °C derecelere ulaşmıştır. Bu derinlik ve sıcaklıklarda daha önce karşılaşılmayan sorunlar meydana gelmiş ve sorunlar tam olarak çözümlenmediği için kuyuların üretim kalitesini etkilemiştir. Muhtemelen kuyuların ömrünü de etkileyecektir.


Tipik (!) sondaj kulesi. Görüntü: CA


Göremeyenler için http://www.youtube.com/watch?v=AH80_jJGxa0


Göremeyenler için http://www.trthaber.com/videolar/jeotermal-patlamalara-cozum-bulunamiyor-7525.html


Göremeyenler için http://www.youtube.com/watch?v=1rDvsWa-FN0

GİRİŞ
Sondajların düşük maliyetli ve kaliteli olmasınıetkileyen bir çok husus vardır, en önemlileri şöyledir;
– Sondaj sıvısı
– Casing design ve çimentolama
– Sapma kontrolu
– Kuyu bitirme testleri
– Sondaj takibi

SONDAJ SIVISI
Açılan derin sondaj kuyularının üst kısımlarda uygulanan sondaj sıvı programları genelde başarılıdır. Rezervuar bölümde ise sorunlarla karşılaşılmıştır. Genellikle kaçaklı olan bu bölümde klasik yöntemlerle çalışılmıştır. Kısmi kaçaklı ve tam kaçaklı seviyelerde rezervuara oldukça fazla çamur kaçırılmıştır. Bu çamurla birlikte kesilen kırıntıların bir kısmıda çatlaklara gönderilmiştir. Oysa bu seviyelerde UBD veya NBD (under, near balance drilling) çalışılması gereklidir. Dünyada gittikçe yaygınlaşan bu sistemde rezervuar minimum kirletilmektedir. Under balance drilling ile kısaca bilgi vermek gerekirse;

Jeotermal kuyularda su seviyesinin yüzeyden yüzlerce metre derinlerde olduğu durumlara sık rastlanmaktadır. Buralarda su seviyelerin üstündeki formasyon pore pressure (gözenek basıncı) sıfırdır. Su seviyelerinin altında ise bu basınç derinlikle, formasyon sıcaklığına bağlı olarak artar. Kuyudaki sondaj akışkanı ile formasyon basıncı arasındaki dengesizlik kaçağa neden olur.

Kaçak, sondaj akışkanına kaçak önleyici katarak veya çimento yaparak önlenmeye çalışılır. Ancak bu durum, sondajın üst seviyelerinde iken yapılabilir. Rezervuarlarda LCM (lost circulation material) veya çimento kullanımı kirlilik yaratacağı ve üretimde ciddi düşüşlere neden olacağı için kullanılmaz. Bu konu batı ülkelerinde özellikle yeni jeotermal yasalarında ve yönetmeliklerinde net olarak belirtilir.

Rezervuarın delinmesi sırasında çamur kullanımı çatlakların tıkanmasına ve sonrasında kuyu inkişafında yeterli temizliğinin neredeyse imkansız hale gelmesine neden olmaktadır (Yüksek basınçlı rezervuara sahip jeotermal alanların bazı kısımlarında kuyu kendini temizleyebilmekte ama burada da kuyudaki transmissivite (kh, iletimlilik) değerinin uygun delinmesi ve inkişafının yapılabilmesi halinde daha yüksek olacağı literatürde takip edilmektedir).

Rezervuarın delinmesi sırasında çamur kullanılmasa ve su ile delinse bile yine denge sağlanamayıp kaçakların olması söz konusudur. Bu durumlarda devri daim olmadan kör ilerlenmekte ve kesilen kırıntıların çatlaklara gitmesine neden olunmaktadır. Özellikle derinlerdeki (>2000 metre) rezervuarların delinmesi sırasında kesilen kırıntılar WOB (weight on bit, matkap üzerindeki ağırlık) değerlerinin belirsizliği ve yetersizliği nedeniyle daha ince olmaktadır. Kaçakların kısmi olması halinde kırıntıların bir kısmı dışarı alınabilmektedir ama geri kalan çatlaklara dolmaktadır. Devridaimin hiç olmaması durumunda ise bütün kırıntılar çatlaklara gitmektedir.

Böyle bir durumdaki olumsuzluklar şöyle sıralanabilmektedir.

– Kırıntı hiç gelmemesi durumunda kuyudan bilgi alınamamaktadır (formasyon, rezervuar, sıcaklık vs.).

– Zaman zaman bu kırıntılar kuyuya akmakta ve takım sıkışıklığına neden olmaktadır.

– Çatlaklar, kırıntıların kaçak önleyici gibi görev yapması nedeniyle tıkanmaktadır.

– Kuyunun inkişafında özellikle güçlü, yeterli tahriklere ihtiyaç duyulmakta ve çoğu zaman bu durum
hava paketi (compressor+booster, sıkıştırıcı+güçlendirici) olmadığı için sağlanamamaktadır.

Bu nedenle kuyuların bu bölümünde son zamanlarda havalı su (aerated water) kullanılmaktadır. Son yıllarda HGS (hollow glass sphere, cam baloncuk) da kullanılmaya başlanmıştır. Bu şekilde, kullanılan akışkanın yoğunluğu düşürülmekte ve sirkülasyon sağlanmaktadır. Böylece kuyu problemleri ve rezervuar kirliliği engellenmektedir ve kuyu üretime açıldığında kuyu temizliği problemleri yaşanmamaktadır.

Özetle söylemek gerekirse yerin altında mevcut olan çatlak sistemindeki suyu çıkarmak için yapılan delme işleminde rezervuara verilen kirlilik kalıcı olmakta ve örneğin 800 T/H (ton/saat) üretim yapacak kuyu yerine sadece 100-200 T/H debi elde edebilirsiniz (hatta 0 üretim). Yani bir jeotermal sahada daha az maliyetle aynı akışkan elde edilebilir, veya aynı maliyete daha fazla akışkan sağlanabilir. Mevcut durumda ise, firmalar, hedefledikleri enerji için daha fazla harcama yapmaları söz konusudur. ÇOK DAHA ÖNEMLİSİ ARAŞTIRMA VEYA İŞLETME RUHSATINI ALDIKLARI YERALTI KAYNAKLARININ MİNİMUM KAPASİTEDE KULLANIMLARINA NEDEN OLMAKTADIRLAR VE ONBİNLECE YILDIR SUYUN DOLAŞTIĞI ÇATLAKLARIN ÇOĞU ARTIK KALICI OLARAK TIKANMAKTADIR VE YENİLENEBİLİR KAYNAK ARTIK YENİLENEMEZ HALE GELMEKTEDİR.

CASING DESIGN VE ÇİMENTOLAMA
Casing tasarımlarında bölgede birçok sahada hatalı olarak 20″ casing iptal edilmektedir. Bu konuda literatür taraması yapılırsa dünyada böyle uygulamaların yapılmaması için bazı ülkelerde yasa ve yönetmeliklerde bile ilgili maddelerin olduğu görülebilir. Örneğin USA (ABD) ve Kanada’nın birçok eyalet yasasında böyle maddeler vardır.

USA da bu maddeler “ten percent” diye adlandırılmaktadır zira çoğu yasada “yüzey borusunun toplam kuyu derinliğinin %10’dan daha az olamaz” diye maddeler mevcuttur. Açılan kuyular uzun vadede daha ekonomik, güvenli, verimli ve çevreyle barışık olacaktır.

Çimentolama konusundaki problemler nedeniyle casing’lerin uzun yıllar dayanıp hizmet verebilmesi son derece kuşkuludur. Nedenleri şöyledir;

– Master valfın bağlı olduğu 13 3/8” casing çimentolamalarının çoğunda yüzeyde çimento yoktur ve top-job işlemi yapılmıştır. Top-job işleminde indirilen 1” lik su borusu çimento yüzeyine kadar indiği varsayımıyla buradan çimento basılmaktadır. Ancak su borusunun çimento yüzeyine oturmasının hiçbir garantisi yoktur. Casing manşonu veya kendi manşonu takılabilir. Çimento bazı kuyularda boru içinden yapılmadan önce casing kesilmekte ve anülüse su kaçırılmaktadır. Ayrıca 1” lik su borusunda basılan debi çok düşük olup çimentolama tekniğine uygun değildir. Anülüste çimentosuz kalan kısımlar daha sonra üretim halinde borunun çeşitli deformasyonlarına neden olabilmektedir. Ayrıca burada kalan akışkanın buhar basıncı çok yüksek değerlere çıkıp casing’i içe doğru patlatmaya yetmektedir. casing’in daha fazla gerilimine neden olmaktadır.

– 9 5/8” üretim casing çimentolamalarında boruların yine büyük çoğunluğunda yüzeyde çimento eksiktir. Su borusuyla olmak yapılmaya çalışılan çimentoların yüzeye kadar yapıldığı kuşkuludur.

– Dünyadaki uygulamalarda, kuyu bitiminde, casing çimentosu ve casing çeşitli ölçümlerle kontrol
edilmektedir. Bunlar örneğin;

– Hot hole corrosion instrument(HHCC)
– Casing inspection caliper survey (CIC)
– Cement bond log (CBL)
– Down hole video camera
– Casing collar locator
– Electro magnetic casing corrosion detection
– Multifinger caliper tool
– Acoustic tool
– Casing potential profile tool
– Cement evaluation log

Bölgede hiçbir kuyuda casing ve çimento için ölçüm yapılmamaktadır.

SAPMA KONTROLU
Bölgede kullanılan sondaj makineleri petrol ve gaz sondajlarında kullanıldıklarından genellikle sedimanter formasyonlarda çalışan ve özellikle düşük çaplardaki stabilizasyon ekipmanları sert formasyona uygun değildir. Örneğin sleeve tipli stabilizerların 120 °C üzerinde kullanılmaması önerilmektedir (Drillco, Smith). Kulelerde her an eğim ölçümü yapacak wireline vinçleri de çoğunda olmayıp ancak çıkışlarda totco atarak eğim öğrenilebilmektedir. Ama sert ve aşındırıcı formasyon nedeniyle hızla çaptan düşebilen stabilizerin kuyuda eğimin artmasına neden olduğu çok geç anlaşılmaktadır. Aynı yöne sabit açıyla delmeye devam edilmeyip WOB değerini azaltarak açıyı hızla düşürmeye yönelince de dogleg (köpek ayağı) oluşturulmakta ve aşırı sürtünme ve torklara neden olmaktadır. Sürtünme artınca matkaba verilen ağırlık doğru dürüst bilinememekte ve genelde uygun WOB verilememektedir. Bu ise ilerleme hızlarının aşırı yavaşlamasına neden olurken öğütülen kırıntılar adeta un gibi olup zaten kaçaklı ilerlenirken bu kırıntıların çatlaklara girmesine neden olunmaktadır. Özellikle sürtünme ve tork değerleri kuyuların erken bitirilmesine neden olmaktadır.

KUYU BİTİRME TESTLERİ
Sondaj biter bitmez akış temizliği, kuyu temizlenene kadar yapılması gerekirken kuyular kirli kapatılmaktadır. Daha sonraları ise asitleme ile üretim artışları sağlanmaya çalışılmakta ancak ilerleme sırasında oluşan kirlilikler genellikle kalıcı olmaktadır.

Kuyular tam açık ve dikey üretime açılması ideal iken genelde temizlik testinde ilk 100-200 metreden, genellikle 5” lik DP’ler (Drill colar, tij) indirilerek içinden hava basılmaktadır. Bunların tool jointleri 6 3/8” çapındadır. Bu şekilde üretimden sonra kuyu kapatılmaktadır. 9 5/8″ üretim casing’in iç çapı 8,681″ (47 ppf) olmasına rağmen DP’lerin yüzey alanı %33, tool jointler dikkate alındığında %54 daralttığı görülmektedir.

SONDAJ TAKİBİ
Bu konu en kritik konulardan biri olup öncelikle ele alınması gereken husustur. Derin sondajların takibi, dünyada genelde 2+1 mühendis tarafından yapılmaktadır. 2 mühendis işte iken üçüncüsü izinde olarak çalışılmakta ve sahada 12+12 saat üzerinden sondaj firmasını yönlendirilmektedir. Bizde ise çoğu firmada mühendis 1 tanedir.

Bazılarında ise hiç yoktur ve işler tamamen sondaj firmasının insafına bırakılmaktadır.

Bazı firmalar işleri sondör seviyesinde elemanlarla sürdürmeye çalışmaktadırlar.

Bu konular genellikle ilgili devlet kurumları tarafından kontrol edilememektedir. Yasa ve yönetmeliklere göre yeni mezun bir mühendis imzasının bile yeterli olması, daha sonra yatırımcıların kayıplarına ve yeraltı kaynaklarının heba olmasına neden olacaktır.

Yatırımcıların daha fazla para kaybetmemeleri için bu konuya önem vermeleri gerekir. İşin anahtar teslimi
şeklinde verilmemesi halinde eleman bulunamıyorsa gerekirse yurt dışından temin edilmesi gerekir.

SONUÇ VE ÖNERİLER
Kuyuların özellikle rezervuar bölümleri uygun açılmalıdır. Kuyu bitirilmesinin ardından temizlik akışları daha uzun sürelerde yapılmalıdır. Sondaj makinesi henüz sahada çalışırken her kuyu için casing ve çimentolamaların kontrolüne yönelik ölçümler yapılmalıdır. Hasarlı bir casing’in başlarda üretimi etkilemeyebileceği ve hasarın anlaşılmasının imkansız olabildiği literatürden takip edilmektedir. Erken tespit edilebilecek bir hasarın tamirat maliyeti düşük olacaktır, aksi halde sahaya daha sonra getirilecek kulenin mob (mobilizasyon) ve demob (demobilizasyon) ücretleri, beklemelerle oluşacak enerji kayıpları, olası çevreye verilebilecek zararlarla maliyetin boyutları tahminlerin çok ötesinde olabilir.

Yasa ve yönetmeliklerin eksiklikleri olabilir ancak dünyadaki uygulamalara bakarak çalışmak hem firma için hem de ülkemiz için çok yararlı olacaktır.

Problemler tartışmaya açılmalı ve firmaların ticari kaygıları nedeniyle gizli tutulan hususlar daha sonra çok daha fazla maliyete neden olacağı için tartışmalardan kaçınılmamalıdır.


İzleyemeyenler için http://www.youtube.com/watch?v=JFEI48G2FmE


İzleyemeyenler için http://www.youtube.com/watch?v=FiKclm1a_Mk


İzleyemeyenler için http://www.youtube.com/watch?v=4iW_AMsZoWg

Metnin bütün hakları Mehmet Tuğran’a (Maden Mühendisi) aittir. Orijinal yazı Derinden E-Dergisi’nin Şubat 2012 tarihli 9. sayısında yer almaktadır. Metnin bir yeri yazarı tarafından değiştirilmiş, birkaç küçük değişiklik yapılmış, birçok görüntü eklenmiştir.

Bir Hidrojeoloğun Günlüğü -18.5.2012

Bu sefer mesleki birşey yok. Bu yazıda küçük hikayeler aktaracağım, birkaç hikâyecik..

***

Jeotermal araştırmalarımız, durdurak bilmeden devam ediyor. Gene yollara koyulduk. Kerva yolda düzülür düsturuyla.. Ekip arkadaşım ve işçilerle birlikte geniş bir bölgeyi, bir havzayı tarıyoruz. Amaç, bu geniş havzada odaklandığımız birkaç alanda Radon (Rn) ve Karbondioksit (CO2) anomalisi yakalamak. Anomaliden kasıt; normal olmayan bir durum, anormallik, farklılık ya da aykırılığı saptamak.. Soranlara “Iscak su arıyoruz.”, “Kaynar gari..”, “Yok biz defineci değiliz!” diyoruz. Tabiî ki “Ne yapceniz, evlat?” diye bir soru geliyor, peşi sıra. “Santral kuruvecez.” diyoruz, ardından şaşkın bir “Nasıl?”.. Sonra konu konuyu açıyor ve sıcak su bulmuş kadar oluyoruz. Bu arada, Kütahya şivesi/ağzı iliklerimize kadar işliyor.

***

Neyse, “Virabismillâh!” dedik ve işimize koyulduk. Adımız şef.. Şef aşağı, şef yukarı.. “Şefüm!”.. Bir işçimiz var, 57 yaşında yaşlı bir amca; ama yüzündeki o derin çizgiler hayal edebileceğiniz en tehlikeli fay hattından daha şiddetli hasarlara şahit olmuş gibi.. Çok çekmiş, günyüzü görmemiş, ata sevgisi nedir bilmemiş, ata ekmeği yememiş, miş miş.. Hikâyesini duydukça insanın canı sıkılıyor, insana dert oluyor. Kendi çocuğu hatta torunu yaşında bir zibidiye şef diye hitap eden biri, verilen işi hakkıyla yapmaya çalışan biri, o kadar yediği darbeye rağmen mütevazi biri, işin gerçeği bir tefekkür abidesi.. Empati yapamıyorsun. Benim gibi dünyası sadece Ankara’dan ibaret olan biri için sarsıcı bir yaşam öyküsü.. Düşünsene öğle yemeğinde azık diye yeşil soğan ve ekmek getiren biri. Dağlara taşlara.. Evlerden ırak.. Şu yalan dünyada tek bir hedefi kalmış, sigorta süresini doldurup, emekli olmak. İnsan bazen lânet ediyor, kimi zaman ağız dolusu küfrediyor..

***

27 Nisan 2012’de 4,9 büyüklüğündeki depreme uykuda yakalandım. Uyandım!.. Sarsıntı geçince ilk iş masanın üstündeki bilgisayarı açmak oldu. Bir yandan saate baktım gecenin 1’i ve uyuyalı 1 saat oldu olmadı. Normalde derin uyuyan biri olarak sarsıntının şiddetinden dolayı uykudan uyanmış ve gerçekten de çok korkmuştum. 1. katta olmama rağmen gözüm balkona gitmedi. Sallanmayı kabul ettim ve kurbanlık koyun gibi bekledim. Kendi kendime “Ulan, bu deprem Emet’e çok yakın olmalı.” dedim. Bilgisayarın kapağını indirip, lobiye indim. Olayın şokunu atlatamadan odama geri döndüm ve kafayı vurdum yattım. Işığı söndürdüm, göz bebeklerim büyüdü ve o karanlıkta yavaş yavaş oda içindeki eşyalar görünmeye başladı. O sıra belli bir süre tavana baktığımı ve “Vay aq, benim burada ne işim var!!!” dediğimi hatırlıyorum. Sonrası, bad sector..

***

Ölçüm için durduğumuz bir tepelik alanda alengirli böcekler gördüm. Köylü çocuğu değiliz ya “Bu helikopter gibi uçan şey ne?” diye sorma gafletinde bulundum. İşçiler gülme krizine girdi; ama ne gülme.. Sonra “Şefüm, o bok böceği demesinler mi?”. Hakkatten de bok böcekleri, yuvarlaya yuvarlaya nevaleyi toparlıyor, kendilerine dışarıdan bir müdahale olursa hemen sarı mı sarı kanatlarını açıp uçuşa geçiyorlardı.. Demek ki, okul cahilliği almış, eşşeklik bâki kalmış..

***

Bir gün canavar arazi aracımız, bize küçük bir sorun çıkardı ve Hisarcık’taki Sanayi’ye yolumuz düştü. Araziden gelen birini görenler, tip lokalitenize bakıp, sizin ne tür bir insan olduğunuzu kavramaya çalışır. Fakat anahtar kelime, “Jeoloji Mühendisi”*, ağızdan çıktıktan sonra ucube görüntünüz hafızadan silinir ve konu dönüp dolaşıp depreme geliyor. Ki yakın zamanda sallanan bir yer için bu kaçınılmaz bir sonuç. Stop lambamızı tamir eden elektrik ustası ilk önce test edici soruları sorduktan sonra, depreme kendince bir sebep buldu. Ona göre depremlerin nedeni açılan yüksekokullarmuş. Bunun meâli şu, öğrenciler zinanın dibine vurunca depremden alttan alta bize vuruyor. Yani bu bir uyarı, bir âlemet.. Bu kafada birine birşey anlatamamak kadar kötü bir durum yok. Lâ havle..

* Bu sıfat tartışılır. Apolet önemli, mühendis denilince milletin konuşması bile değişiyor, o ayrı.

***

Emet’te, 3 Mayıs 2012 tarihli 5,1 büyüklüğündeki depremi de yaşadım. Bir öncekine göre epey güçlüydü. Belki de ayık ve ayakta yakalandığım için. Duştan çıkmış ve ayna karşısında kulaklarımı temizlerken, balkondan atlamak aklımın ucundan geçmedi bile.. Sallantı boyunca gene kitlendim ve saf gibi dona kaldım. Bir önceki depremde de zikrettiğim gibi “Benim burada ne işim var” diye kibarca sormadan edemedim, kendi kendime..

***

Çalışmalar devam ediyor.. Ama her gün can sıkıcı görüntülerle karşılaşıyor insan. Biz kahvede oturmuş, çay ve yemek molası vermiştik. Gözlüklerini ip ile kafasına bağlamış Yeşilçaylı yaşlı bir Amca yanımızdan geçti. Önce, bu görüntü çok komik gelmişti. İçten içe gülmedim desem yalan olur. Sonra elinde birkaç somun ekmekle geldi ve yanımızdaki masaya oturdu. Ardından bir küçük şişe kola istedi ve gelen meşrubatla elindeki ekmeği götürmeye başladı. Bu manzarayı gören takım arkadaşım öyle bir laf etti ki, bir süre duraksadığımı hatırlıyorum, “Fakirliğin gözü kör olsun!”.

***

Reyting uğruna hep yanık yanık hikayeler aktardım. Şimdi, öldürücü vuruş geliyor. Her sabah olduğu gibi yine işimize koyulduk. Aracımızla asfalt yoldan tali bir yola saptık. Epeyce yaşlı bir Amcaya rast geldik. Selâm verdik, selam aldık ve yolumuza devam ettik. Bu Amca buralarda ne yapıyor demeye kalmadan, sırtı tırmanınırken, yaşlı bir nene ile karşılaştık, bu onun eşiydi. Zavallı Aşıkpaşalı Teyze’min gözleri kötü durumdaydı, dişleri de savaştan çıkmış gibiydi, yaşlılıktan kamburu da çıkmış iki büklüm olmuştu. Herşeye rağmen mücadeleye devam ediyor ve evine kuru dal çekiyordu, yakmak için, ısınmak için. Bu görüntüyü gören biri olarak, “Nene sana bakan biri yok mu” diye sorduk, “Oğullarım hayırsız çıktı” dedi. Evlat kazığı dışında ihtiyarların köylüleride, onları kaderine terk etmiş görünüyordu. Haliyle dert yanan neneyi dinledikçe, perişan oldum, canım çok sıkıldı, isyan ettim..

***

Güzel karelerde yaşadık. Ona da bir örnek vereyim. Bir gün gene hedef alana doğru yoldayız. Derken, Demirciören’e vardık. Önce annelerinin yanında birkaç süslü minik kız gördük. Ardından, gazdan ayağımızı çekip vitesi daha da küçülttük, sakince virajı aldık ve sağda durduk. Sânki bir serap gibiydi.. Bir kız kafilesi üzerimize doğru geliyordu. Kırmızı renk ağırlıklı olmakla beraber süslü mü süslü elbiseleri ile köyün kızları yanımızdan geçti.. Küçüğünden büyüğüne bekâr kızlar, köyün ara sokaklarında volta atıyordu. Bu da gösteriyor ki herşeye rağmen insanoğlunun soyunu devam ettirme mücadelesi, kesintisiz bir şekilde devam ediyor. Unutmadan, Demirciörenli Mahmut Dayı’ya selâmlar, dobra adam vesselâm..

Bir Hidrojeoloğun Günlüğü -14.3.2012

10. Aykut Barka Konferansı izlenimleri aktarayım dedim. Öncelikle Aykut Hocayı tanımıyorum, bu gibi durumlarda bizim oralarda, ölünün arkasında konuşulmaz, Allah gani gani rahmet eylesin denir. Onun hakkında öğrendiğim tek şeyse şu; Kuzey Anadolu Fay Hattı’nda epeyce çalışmış, 1999 Depremi olmadan o bölgedeki potansiyel tehlikeyi dile getirmiş, bunu anlatan bir de makale yayınlamış. Depremden sonra, Aykut Hoca daha bir tanınır olmuş, aynı deprem dede gibi; fakat yılın en seksi erkeği olamamış. Neyse ne, konuyu uzatmadan bu kısa girişten sonra, Aykut Hoca ile ilgili okunası sayfalar; İTÜ, BOÜN, Çankaya, Viki, bir öğrenci, CBT ve TÜBİTAK şeklinde sıralanabilir deyip, işimize bakalım..

Gelelim, Fuat Şaroğlu’nun verdiği konferansın ana konusuna ve söze son söyleyeceğimizi ilk başta söyleyerek başlayalım. Fuat Hoca’ya göre, Batı Anadolu küçük küçük, parça parça plakacıklardan oluşuyor ve bu parçalar saatin ters yönünde dönerek Ege’ye doğru ilerliyor. Pekâla bu yeni modeli önemli kılan nedir.. Şudur; artık neredeyse kimsenin sorgulamadan, ezbere kabul ettiği -tamam, sen kabul etmiyorsan üstüne alınma- atıf şampiyonu Şengör vd., 1985* tarihli makaleye alternatif bir yaklaşımdır, tabii ki salt Batı Anadolu’nın neotektoniği için.. “Batı Anadolu’nun Neotektoniğine Farklı Bir Bakış” başlıklı sunumda söylenenler, o makaledeki, Batı Anadolu bölümü için kurgulanan kuzey-güney yönlü açılma modeline alternatif bir modeldir, yeni bir seçenektir.


Türkiye’nin neoteoktonik bölgeleri. İçi beyaz oklar genişleme, açılma, yayılma ve içi siyah oklar kısalma, daralma, sıkışma yönünü gösteriyor. Şeffaf veya açık kırmızı renkle gösterilen alansa eski modelde yenilik önerilen kısmı belirtiyor. Kaynak: Şengör vd., 1985.

Konuyu biraz daha açalım. Fuat Hoca, özellikle kendi arazi gözlemleri ve eriştiği GPS verileri sonucu bu modeli kurgulamış, tabiî ki yılların deneyimini de eklemek lazım. Benim için önemli olan kısımsa şu, bu model, biraz olsun güncel jeotermal duruma açıklık getiriyor. Çünkü, Batı Anadolu jeotermal potansiyeli ile öne çıkıyor -belki bütün sondajlar bu bölgeye odaklandığı için öyle düşünüyoruz ya, neyse- fakat mevcut jeotermal kaynakların yayılımı horst (yüksek, tepe, yığın) ve graben (çöküntü, hendek) alanlarının dağılımı ile uyuşmuyor. Jeolojiyi, yani yerbilimini, bir kenara bırakın. Biraz fizik bilen insan, jeofizikçiler kızmasın, biraz jeofizik bilen biri, graben gibi yerkabuğunun inceldiği yerlerde yüksek jeotermal potansiyel beklerken, mevcut durumun öyle olmadığını açıkça görüyor. Örneğin; grabenin bir kanadında jeotermal kaynaklar ip gibi dağılırken, diğer kanadında tık yok. Bunun bir sebebi olmalı, bunun bir yanıtı olmalı, bunun bir müsebbibi olmalı, değil mi.. Bu arada, bölgedeki varlığı genel kabul gören detachment (ayrılma, sıyrılma) faysa ayrı bir muamma.. Özellikle de, graben tabanı ile detachment fay arasındaki yaş ilişkisi..

Belki yazdıklarım çok karışık oldu. Şöyle toparlamaya çalışayım. Batı Anadolu’da klasik anlamda kabul göre kuzey-güney yönlü bir açılma yok. Bu açılma sonucu horst ve graben sistemi oluşmuyor. Batı Anadolu kopuk kıta parçaları olan plakacıklardan oluşuyor. Orta Anadolu ile Batı Anadolu arasında, geçiş bölgesi olarak tanımlanan alanda bir itme hareketi gerçekleşiyor. Fakat Orta Anadolu’nun itiş hızından daha fazla bir hızla kımıldayan Batı Anadolu, Ege’ye doğru yol alıyor. Hem de saatin ters yönünde dönerek, yol alıyor. Bu arada, bir açılma çatlağında Pamukkale gibi muazzam bir jeolojik miras oluşuyor. Ya da etkin olduğu kabul edilen Kula bölgesi, Strabon’un gözüyle göremediğim Kula’daki volkanizma, tüm ihtişamıyla gerçekleşiyor. Keşke, Fuat Hoca, bu bilgi yumağını bir makale şeklinde sunsa, sizlerde doğrudan birinci ağızdan haberdar olsanız.

Herşey jooloji değil, birkaç tane de anekdot aktaralım.. Fakültenin koridorunda yürürken, birinin “Sunuma geliyor musun?” diye bir başkasına sorduğunu işittim, soruya muhatap olanın da “Ha.. Fuat Şaroğlu’nun Fayları’na mı? Tabii ki..” dediğini duydum. Gülsem mi, gülmesem mi bilemedim.. Ayrıca ömrü hayatım boyunca unutmayacağım bir şey yaşadım, esasen tanık oldum; koca, dev, canavar Celâl Hoca, sunum başlamadan önce Fuat Hocanın elini öptü. Bu kare; saygı, sevgi, hürmet adına ne derseniz deyin, kelimelerle açıklanamaz dediklerinden.. O dev adam, sunum bitince de bir ara kürsüye çıktı ve mikrofonun başına geçti ki o tok sesiyle oturduğu yerden de mikrofonsuz bir şekilde, bütün salona kendini dinletebiliyordu. “Özellikle öğrenciler beni dinleyin” dedi; ama bana kalırsa salondaki apoletlileri muhatap alıyordu aslında, kızım sana söylüyorum gelinim sen anla der gibi.. Sözlerine şöyle devam etti, “Ben 3 tane jeolog bilirim; Ozan Sungurlu, Necdet Özgül, Fuat Şaroğlu. Bu adamlar yurtdışında eğitim almadan kendilerini yetiştirdiler.”, ardından vurgulu bir şekilde “Yurtdışına gitmek adam** olmak için yetmez, adamlık içinizde olmalı.” dedi.

Bizi misafir eden ve bizle ilgilenen Serdar Hoca ile Ziyadin Hocaya buradan teşekkürü bir borç bilirim, sağolsunlar. Sunum öncesi, o güzel sohbeti ve verdiği değerli bilgiler için Cenk Hoca’ya da teşekkür ederim. Beni işin stresinden kurtarıp, böyle bir anı yaşattığı için Fuat Hoca’ma ne desem az.. Unutmadan İstanbul yaşanılacak yer değil; ama Allah var, gezilecek tozulacak yer..

Dipnot
* Şengör, A. M. C., Görür, N. and Şaroğlu, F., 1985. Strike-slip deformation basin formation and sedimentation:
Strike-slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study. In:
Biddle, K.T. and Christie-Blick, N. (Eds.), Strike-slip faulting and basin formation. Society of Economic
Paleontologists and Mineralogist, Special Publication, vol. 37, pp.227-264

** Hatibin sözünü sorgulamak bana düşmez. Feministler dellenmesin. Adamdan kasıt cinsiyet ayrımcılığı değil, sadece ataerkil bir sıfat kayması..

Jeotermal Sondajı, Maliyet Faktörleri ve Kontratları

Enerji amaçlı bir jeotermal projede ön araştırmalar (eskiler prospeksiyon da der) bitince sıra sondaj yeri vermeye gelir. Dolayısıyla sondaj planı ve maliyeti sıradaki hedeftir, problemdir. Bu çalışmaların nasıl yapıldığını öğrenmek bile başlı başına bir iştir ve okulda bunun eğitimini almazsınız. Kurgu çok önemlidir. Hele özel sektöredeyseniz; “mühendsilik” 1 dolarlık işi daha azına mal etmektir..

Aşağıda Sema Tekin tarafından hazırlanmış hap bilgiler var, jargon genelde İngilizce ve yapacak birşey yok. Bu işin kuralı bu.. Keşke bu yazıya daha önce ulaşsaydım ya da daha önce yayınlansaydı, benim içinde iyi olurdu. Lafı uzatmayalım, buyrun, ağzınızın tadıyla okuyun..

1. Jeotermal Sondajındaki Farklılıklar
Jeotermal sondajı ile petrol ve gaz sondajı arasındaki farklılıklar alt başlıklar halinde aşağıda incelenmiştir.

1.1 Kuyu Dizaynı
Kuyu, üretim aşaması düşünülerek, planlanan sistem için gerekli akışın elde edilebileceği en geniş kuyu çapı ile bitirilmektedir. Ayrıca petrol ve gaz sondajında üretimde genellikle tubing dizileri ve packer kullanılırken, jeotermalde üretim muhafaza borusundan gerçekleştirilmektedir. Eğer kuyu içi pompası kullanılacak ise pompanın çapı ve yerleştirileceği derinlik de kuyu dizaynında göz önünde bulundurulmalıdır.

1.2 Muhafaza Borusu
Rezervuara soğuk yeraltısularının karışmasını ve bunun kuyunun üretimini etkilemesini engellemek için iyi bir muhafaza borusu programı gereklidir. Yüzey borusu, yüzey sularını korumak için kullanılır. Üretim zonunda kullanılan muhafaza borusu veya liner deliklidir ve genellikle 7 inç çapında olmaktadır.

Muhafaza borusu tipi seçilirken sıcaklığa ve korozyona karşı olan dayanıklılıkları da göz önüne alınır. Amerika’daki bazı uygulamalarda korozyon sebebiyle titanyum muhafaza boruları kullanılmaktadır ve fiyatları yüksek olmasına rağmen saha özellikleri sebebiyle bu boruların kullanımı ekonomik olarak daha uygun hale gelmiştir.

1.3 Kuyubaşı Ekipmanları
Sıcaklığın etkisi ile muhafaza borularının uzayıp kısalmasından dolayı “expansion spool” kullanılmaktadır. Ayrıca genelde BOP (Blowout preventer) ekipmanlarının üzerinde kullanılan “rotating head” ile kuyudan gelen akışkan başka tarafa yönlendirilebilir.

1.4 Sıcaklığın Malzeme
Üzerindeki Etkileri Çamur sıcaklığının yüksek olması sebebi ile sondaj dizisi, matkaplar, muhafaza boruları, pompa ve sarf malzemeleri daha çabuk yıpranmakta ve çamur özelliklerinde bozulmalar meydana gelmektedir. Ayrıca elektronik ekipmanların kullanımı da kısıtlanmaktadır.

Soğutma kulesi kullanımı ile yüksek sıcaklığın malzeme ve kuyu üzerindeki etkisi azaltılabilir. Etkili çalıştırıldığında soğutma kulesi çamur sıcaklığında 15°C’ye kadar düşme sağlayabilmektedir.

1.5 Formasyon Tipleri ve Matkaplar
Geniş kuyu çapı gereksinimi dolayısıyla kullanılan matkap çapları da büyük olmakta ve bu da sondaj hızını azaltabilmektedir. Jeotermalde çokça rastlanan sert kayalar için Roller cone-TCI (Tungsten Carbide Insert) matkaplar kullanılmaktadır. PDC (Poly Diamond Crystalline) matkaplar ise sert kayaçlarda kullanılmamaktadır.

1.6 Kule Seçimi
Sondaj kulesinin seçiminde, kuyu programına göre kulenin sondaj yapabileceği maksimum derinlik, kanca yükü ve drawworks kapasitesi; casing programına göre rotary masası genişliği; sağlıklı kuyu temizliği gerçekleştirebilmesi için pompa kapasiteleri; kuyubaşı dizaynına göre platform yüksekliği ve soğutma kulesinin sirkülasyon sistemine dahil edilebilmesi gibi faktörler sıralanabilir. Kaynak [1]’de, kule seçiminde hangi özelliklere dikkat edilmesi gerektiği ayrıntılı bir biçimde anlatılmıştır.

1.7 Çimentolama
Muhafaza borusu programı ile yüzey suları herhangi bir yer altı blowout’unu engellemek için iyi izole edilmelidir. Diğer muhafaza borularının çimentolarının çok iyi yapılması sondajda veya üretim aşamasında kuyunun ısınması veya soğuması sırasında muhafaza borularının uzayıp kısalmasını en aza indirgemek açısından çok önemlidir. Bu amaçla çimento yüzeye kadar yapılmaktadır. Dolayısı ile çoğu zaman çimentonun yüzeye geldiğini görene kadar ve açık kuyu hacminin 2-3 katı kadar çimento hazırlanmakta ve kuyuya basılmaktadır. Aynı zamanda, kanallaşmanın engellenmesi ve yüksek sıcaklıklarda daha sağlam bir bağ oluşturması için çimentoya diğer katkı malzemelerinin yanısıra SiF (Silika florür) de katılmaktadır. Çimentolama süresi ve donma süresi yüksek sıcaklıktan etkilenmektedir. Bu açıdan, çimento operasyonunun eksiksiz ve kesintisiz olması büyük önem taşır. Yüksek debide ve türbülanslı akışta daha iyi çimento bağları oluşturulmaktadır.

Jeotermalde Stab-in de denilen dizi içinden çimentonun basıldığı uygulamalar da yaygındır. Bu yöntemin daha hızlı olması ve daha az öteleme ile tamamlanması gibi avantajları vardır. Ayrıca bu uygulama ile basılan çimento sıcaklığa daha az süre maruz kalmaktadır. Ancak basılan çimento kuyudaki akışkana göre daha soğuk olduğu için muhafaza borusu kısalabilmekte ve dizi yerinden çıkabilmektedir. Liner çimentolamasında ise dizinin sökülmesi esnasında sıkışması problemi ile karşılaşılmaktadır. Köpüklü çimento operasyonunda ise çimentonun özelliklerini geliştirebilmek için çimentoya nitrojen ve yüzey aktif madde eklenmektedir. Zayıf formasyonlarda düşük yoğunluklu çimento için seramik, perlit, jel bentonit ve mikrosilika kullanılabilir [2]. Yüksek sıcaklıklarda çimento yapılabilmesine olanak veren bazı geciktiriciler ise şeker, lignosülfanat, tartarik asit, organik fosfonik asit olarak sıralanabilir [2].

1.8 Sondaj Çamuru
Sondajda yüksek sıcaklık sebebiyle bozulan çamur özellikleri takım sıkışmasına yol açabileceği gibi, kaçak olması da bu riski artırmaktadır. Tedirici veya tam kaçağa özellikle üretim zonunda rastlanmaktadır. Kaynak [3]’te, jeotermal kuyularda karşılaşılan kaçağın daha çok yüksek geçirgenlikli çatlaklı zonlarda gerçekleştiği, düşük sıcaklıklı ve üretim zonu olmayan yerlerdeki kaçakların su akiferlerinin korunması ve formasyon akışkanına karışmaması için kapatılması gerektiği, bunun çimento operasyonunda da yarar sağlayacağı belirtilmiştir. Kaynak [4]’te kaçak sırasında en çok kullanılan malzemelerin yer fıstığı kabuğu, mika ve selofan olduğu belirtilmiştir. Ayrıca, fındık kabuğu ve pamuk çekirdeği de kullanılabilir.

Üretim zonundaki kaçarak sondajlarda sondaja su, polimer çamuru veya havalı sondaj ile devam etmek tercih edilebilir. Bu konudaki karar, formasyon karakteristikleri, kaçak miktarı ve gerekli ekipman ve malzemelerin maliyet açısından uygunluğu göz önünde bulundurularak verilebilir.

1.9 Kuyu Kontrolü
Jeotermalde kuyu kontrolüne neden olabilecek bazı durumlar iyi yapılmayan çimentolama, iyi dizayn edilmemiş muhafaza borusu programı ve muhafaza borusu problemleri, düşük rezervuar basınçları, kısmi ve tam çamur kaçakları, yüksek sıcaklıklar ve yetersiz BOP ekipmanı olarak sıralanabilir.

Çimento operasyonunun kuyu kontrolündeki önemi çok büyüktür. Eğer muhafaza boruları arasındaki çimentoda sıvı/su kalmış ise, üretim esnasında bu sıvı/su ısınacak ve buhar fazına geçebilecektir. Dolayısıyla daha fazla basınç uygulayacak ve borunun çökmesine neden olabilecektir. Eğer bu su formasyonda ise formasyonu çatlatması olasıdır.

Kuyu kontrolü açısından, kuyu kontrol ekipmanlarının yüksek sıcaklığa dayanabilecek özelliklerde olması ve operasyonlarda duraksama olmaması da önemlidir. Kuyu kontrolü genellikle kuyunun sirkülasyona alınıp soğutulması ile gerçekleştirilir. Ayrıca kulede bulunan Top Drive sistemi ile sondaj dizisi kuyuya indirilirken aynı zamanda sirkülasyon da yapılabildiğinden kuyunun daha çabuk soğutulması sağlanacaktır. Ancak yinede muhafaza borusu indirme ve çimentolanması gibi operasyonlarda kuyuda sıcaklık artışı ve buna bağlı olarak da kuyu gelişi olabilmektedir. Burada da jeotermal sondajda deneyimli personelin önemi ortaya çıkmaktadır.

1.10 Yönlü Sondaj
Jeotermalde yatay veya yönlü sondajlar daha fazla fay/çatlak kesme olasılığından dolayı tercih edilmektedir. Yönlü sondajda rotary steerable tercih edilen bir yöntemdir. Daha düzgün kuyu çapı ve daha yüksek sondaj hızı sağlamaktadır. Volkanik bir formasyonda yönlü sondaj sıcaklığın yanısıra çekim kuvveti ve manyetizmadan da etkilenmektedir [5].

1.11 İş Güvenliği
Geçmiş tecrübelerde cellar havuzunda biriken H2S’in (hidrojen sülfürün) ölümlere yol açmasından dolayı Amerika’da artık cellar havuzları 3-4 ft derinliğinde yapılmaktadır [5].

2. Füzyon Sondajı (Thermal Spallation) [6]
Füzyon sondajı jeotermal sondaj teknikleri arasında maliyetlerin düşürülmesi açısından gelecek vaadeden bir teknoloji olarak görülmektedir. Füzyon sondajını (Şekil 1) açık kuyularda düşük yoğunluklu petrol-hava alevi sondajı olarak nitelendirebiliriz. Bu sondajda kaya yüzeyi, parçalanmasına sebep olacak termal stresin oluşması için çok hızlıca ısıtılır. Bu yöntem sığ, açık kuyularda yıllardır kullanılmaktadır. EGS (Enhanced Geothermal Systems) projelerinde sıkça rastlanan granit gibi sert kayaçların sondajında etkili bir yöntem olduğu kanıtlanmıştır.


Şekil 1. Füzyon Sondajı [7]. Kaynak: NETL.
(Orijinal metindeki şeklin çöznürlüğü kötü olduğu için alternatif bir görüntü eklendi.)

Bu  sondajda yüksek yoğunluklu sıcaklık, Şekil 2’de görülebileceği gibi yüzeyin, altındaki tabakalara nazaran genişlemesine sebep olur ve mikro çatlaklar oluşur ve formasyon kesintileri taşınır. Bu yöntemdeki sondajda, sondaj, formasyon ile temassız yapıldığı için dizide yıpranma normal sondaja göre daha yavaş gerçekleşir dolayısıyla sondaja ara vermeden devam edilebilmektedir.


Şekil 2. Füzyon Sondajındaki Aşamalar [7].

Sığ kuyulara kıyasla derin kuyular kuyu stabilitesinin sağlanması için sondaj sıvısına gereksinim duymaktadır. Sondaj sıvısı kuyu dibinde yüksek bir hidrostatik basınç sağlar. Füzyon sondajının derin kuyulara uygulanabilmesi için yüksek yoğunluklu yüksek basınçlı bir ortamda yüksek sıcaklık ve yüksek ısı akışı sağlanması gerekmektedir. Sondaj sıvısı olarak su kullanıldığında hidrotermal alev ya da süperkritik suda üretilen alevler derin kuyuda kayacın parçalanması için kullanılabilir.

Bu yöntemin derin kuyulara uygulanabilmesi için hidrotermal alevin süperkritik özellikteki sudaki davranışı üzerine araştırmalar MIT (Massachusetts Institute of Technology) ve Potter Drilling, Inc. işbirliğiyle sürdürülmektedir. Yakıt olarak hidrojen, metanol ve metan üzerinde durulmaktadır.


Görüntüyü izleyemiyorsanız http://www.youtube.com/watch?v=6Fwkb0Kxajk

3. Sondaj Maliyet Faktörleri – AFE (Authorisation for Expenditure)
Bir jeotermal kuyu sondajının maliyetinin büyük bölümünü kuyunun derinliği ve formasyon tipine bağlı olarak sondaj süresi ve muhafaza borusu ve çimentolaması oluşturmaktadır. Sondaj ile ilgili diğer maliyet faktörleri de aşağıda detaylı olarak belirtilmiştir:

– Mühendislik çalışmaları, sondaj ve saha danışmanlık hizmetleri
– Malzeme alımı: Muhafaza borusu ve aksesuarları, liner ve aksesuarları, kuyubaşı ekipmanları, matkap, soğutma kulesi
– Sondaj öncesi hazırlıklar: Lokasyon, kondüktör, cellar havuzu ve atık havuzu yapımı, yol yapımı, lokasyon ve yol yapımı ile ilgili izinler
– Lokasyona sondaj için su sağlanması: Su kaynağı bulunması, kuleye su hattı çekilmesi ve bakımı, tanker ile su taşınması
– Lojistik: İletişim, binek araçlar, içme suyu, yiyecek-içecek (catering hizmeti)
– Sondaj servisi: Sondaj kulesi kiralanması, kulenin lokasyona mobilizasyonu, birden fazla sondaj yapılacak ise lokasyonlar arası mobilizasyon (intermobilizasyon) ve kulenin proje sonunda demobilizasyonu, sondaj kulesi için yakıt, vinç ve forklift kira bedelleri
– Ekstra malzeme kiraları: Top drive, elek telleri, jar ve bakımı, stabilizer ve giydirmesi, shock sub, rotating head vb.
– Çamur servisi:  Çamur mühendisi günlük ücreti, çamur katkı malzemeleri, mühendis ve malzemelerin lokasyona ulaşımı
– Çimento servisi: Muhafaza borusu çimentoları ve tapa çimento operasyonları, çimento, SiF ve katkı malzemeleri, çimento mühendisi, ekibi ve çimentolama ünitesinin günlük ücretleri ile malzemeler, ekip ve ünitenin lokasyona ulaşımı
– Jeolojik değerlendirme: Sondaj kesintileri toplanması ve incelenmesi, mud logging servisi, log alımı
– Diğer opsiyonel servisler (Personel, ekipman, ulaşım): Liner indirme, yönlü sondaj ve gyro, havalı sondaj, karot alımı, Hidrojen Sülfür (H2S) izlenmesi, testi ve eğitimi, sağlık ve iş güvenliği
– Kuyu testi
– Muhtemel tahlisiye operasyonları
– Atık havuzunun ve sondaj sahasının rehabilitasyonu

Kaynak [8]’de jeotermal sondajların maliyetinin petrol ve gaz sondajlarına göre 2-5 kat daha fazla olduğu belirtilmiştir. Bunda üretim borularının daha geniş çaplı olmasının ve çimento hacimlerinin etkili olduğuna dikkat çekilmiştir. Kaynak [4]’te ise çamur sıcaklığı 50-70°C arasında iken çamur maliyetinin %70 oranında arttığı, çamur sıcaklığı 70°C’den  fazla iken ise çamur maliyetinin %133 oranında arttığı belirtilmiştir.

4. Jeotermalde Sondaj Kontratı ve Sigorta Uygulamaları
Sondaj kontratlarında en çok tercih edilen uygulamalar günlük ücret bazlı (Day rate/Unit time rate), metre başına ücret bazlı (Unit meter rate/Meterage) ve anahtar teslim (Turnkey/Lump-sum) olarak sayılabilir. Kaynak [9]’a göre Yeni Zelanda, Kenya ve Endonezya’daki jeotermal sondajlarda günlük ücret bazlı, İzlanda’da ise metre başına ücret bazlı ve anahtar teslim kontratlar yapılmaktadır. Metre başına ücret bazlı kontratlar Türkiye’de daha çok su kuyusu sondajlarında tercih edilmektedir. Türkiye’deki jeotermal sondajlarda daha çok günlük ücret bazlı kontratlar, nadir olarak da anahtar teslim kontratlar uygulanmaktadır.

4.1 Günlük Ücret Bazlı Kontratlar
Bu tip kontratlarda kule ücretine, kule ve çalıştırılması, sondaj dizisi ve kule ekibi dahildir. Talep edilen bazı ek servisler Müteahhit tarafından ilave ücret ile sağlanır. Müteahhit tarafından sağlanmayan diğer 3. taraf servisler ise Operatör tarafından sağlanır. Bu tip kontratlarda sondaj riski ve sorumluluğu, kuyu sondaj süresi ve harcanan malzemeler gibi riskler Operatör’dedir.

4.2 Metre Başına Ücret Bazlı Kontratlar
Sondaj ilerleme hızı kesin olarak öngörülemediğinden, Müteahhit tarafından çok tercih edilmeyen bir kontrat tipidir. Bu tip kontratlarda Müteahhit, sondaj süresi, sarf malzeme ve kuyuda kalan ekipman konularında risk almaktadır. Genellikle muhafaza borusu ve çimentosu Operatör tarafından karşılanır. Risk ve sorumluluk konularındaki belirsizlik sebebiyle Operatör tarafından da çok tercih edilmeyen bir uygulamadır.

4.3 Anahtar teslim Kontratlar
Müteahhit tarafından kuyunun belirlenen derinlikte sondajının tamamlanması için toplam bir fiyat verilir. Müteahhit tüm ekipman, malzeme ve operasyonlardan sorumlu olur. Kuyunun risk ve sorumluluğu da Müteahhit’tedir. Müteahhit sondajdaki muhtemel problemler ve belirsizliklerden dolayı bu tip kontratları tercih etmemektedir. Operatör’ün tercih etmeme sebepleri arasında ise, karşılaşılabilecek muhtemel sorunlar sebebiyle eklenen ekstra ücret ve operasyonlar üzerinde kontrol yetkisinin istenilen oranda olmaması sayılabilir.

4.4 Hibrit Kontratlar [5]
Hibrid kontratlar Amerikalı jeotermal sondaj müteahhiti Thermasource Şirketi’nin uygulamakta olduğu bir tür sondaj kontratıdır. Bu kontratlarda Operatör ve Müteahhit sondajın risk ve sorumluluğunu belirli oranlarda paylaşırlar ve bu iki taraf sondaj sonrası kuyunun başarı ve getirilerini de paylaşırlar. Bu kontratlarda Müteahhit tüm 3. taraf ekipman ve malzemeleri de içeren günlük toplam bir ücret üzerinden çalışır.

4.5 Hedef Kontratlar [10]
Bu kontratlarda zaman ve malzeme sarfı konularında Operatör ve Müteahhit anlaşarak hedef koyar. Hedef, normal şartlar altındaki beklentiye ek olarak %10-25 arası bir pay konularak oluşturulur. Müteahhit sondajı bu hedefin altında bir sürede gerçekleştirdiğinde belli bir oranla ödüllendirilir. Müteahhit sondajı eğer hedefin üzerinde bir sürede gerçekleştirirse de kendisine bir ceza uygulanır. Bu tür bir kontrat Operatör’ün tüm gereksinimlerini belirlemesini sağlar ve verimli bir kuyu kazılmaya odaklanılmasını ve Müteahhit’in riskinin en aza indirgenmesine çalışılmasını sağlar.

4.6 Sigorta Uygulamaları
Türkiye’de jeotermal saha operatörü olan şirketlerin, kuyuda problem olduğunda ya da kuyu kaybedildiğinde riskin ve sorumluluğun hangi tarafa ait olacağı konusunda sorularının olduğu gözlemlenmiştir. Operatörler bu konuda sondajı üstlenen Müteahhit’in de riskin bir kısmını üstlenmesi gerektiğini düşünmektedirler. Ancak genelde uygulanan günlük ücret bazlı sondaj kontratlarında Sondaj Müteahhitinin ve diğer 3. taraf servis sağlayıcılarının denetiminin Operatör’de olması sebebiyle bu uygulanabilir bir görüş olamamaktadır. Bu soruna çözüm olarak Amerika’da uzun süredir yapılmakta olan kuyu sigortasının Türkiye’de henüz uygulaması bulunmamaktadır. Amerika’daki bir jeotermal kuyu için 2011 yılı sigorta ücreti 3,5 Amerikan doları/ft olarak  verilebilir [5].

Kaynaklar
[1] Ndirangu, E.G., 2000. Selection of a Future Geothermal Drilling Rig for Kenya, The United Nations University, Reports 14, 285-302.
[2] Najafi, H., Sauter, M. and Ryan, M., 2011. Module 4 Geothermal Cementing Presentation, National Geothermal Academy, University of Nevada, Reno. Basılmamış.
[3] Dunn, J.C. and Livesay, B.J., “Geothermal Drilling Technology”, Sandia National Laboratories, SAND–86–2943C, Albuquerque & Livesay Consultants, San Diego.
[4] Fabbri, F. and Vidali, M., 1970. Drilling Mud in Geothermal Wells, Geothermics, Special Issue 2, 735-741.
[5] Capuano, Jr. L., Livesay, B. and Capuano, III L., 2011. Module 4 Drilling Engineering Lecture, National Geothermal Academy, University of Nevada, Reno. Basılmamış.
[6] Tester, J.W., 2011. Module 1 Introduction to Geothermal Energy Utilization Lecture, National Geothermal Academy, University of Nevada, Reno. Basılmamış.
[7] Tester, J.W., Potter Drilling Inc., 2011. A Comparison of Geothermal with Oil and Gas Well Drilling Presentation, National Geothermal Academy, University of Nevada, Reno. Basılmamış.
[8] Augustine, C., Tester, J.W., Anderson, B., Petty, S. and Livesay, B., 2006. A Comparison of Geothermal with Oil and Gas Well Drilling Costs, 7Proceedings of Thirty-First Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford University, Stanford, California, SGP-TR-179.
[9] Hole, H., 2008. Geothermal Well Drilling Services Contracts, Petroleum Engineering Summer School, Workshop #26, Dubrovnik, Croatia.
[10] King1, T.R., 1998. Drilling Contracts: Some Options, Proceedings 20th NZ Geothermal Workshop, pp.179-182.

Jeofizik Bülten’inde “Jeotermal Sondajı, Maliyet Faktörleri ve Kontratları” başlığı adı altında yayımlanan bu metnin bütün hakları Sema Tekine’e aittir ve bu yazı olabildiğince değiştirilmeden yayınlanmıştır.